“不管在任何領(lǐng)域,一個人總有一天會發(fā)現(xiàn)自己的邊界。因為學(xué)科本身的純粹,數(shù)院提供了一個接近真空的樣本,讓人看到一個人如何面對早已注定但自己無法決定的東西:天分。”這是我打開“人物”公號推送文章《在北大數(shù)院,成為一個普通人》時所看到的第一段話,殘忍卻現(xiàn)實。
在北大數(shù)院,頂尖“數(shù)學(xué)高手”的聚集地,都能讓人不停地“自我懷疑”與“自我否定”,焦慮重重?!都臼稀防镉涊d,孔子說:“生而知之者,上也;學(xué)而知之者,次也;困而學(xué)之,又其次也;困而不學(xué),民斯為下矣。”孔子把有知識的人分為三類:一是生而知之者,天生有知識的人,天才的知識因天啟而來,這是上等;二是學(xué)而知之者,學(xué)習(xí)以后擁有知識的人,屬于次等;三是困而學(xué)之者,有困惑而后努力去學(xué)習(xí)的人,這是再次等;第四類就是困而不學(xué)者,有困惑而不去學(xué)習(xí)的人,這種人孔子稱之為下等。這樣的“劃分”放在數(shù)學(xué)上,也許剛好合適。數(shù)學(xué),似乎天生就與“天才”“掛鉤,所以,也被稱為“天才的游戲”。
那作為普通得再普通不過的我們,還配了解數(shù)學(xué)嗎?
“我就學(xué)不好數(shù)學(xué)”
“我就不是學(xué)數(shù)學(xué)的料”
“反正畢業(yè)后也用不到,學(xué)會數(shù)學(xué)有用嗎?”
……
這是在我們從小到大的學(xué)習(xí)生涯中多次說過或聽到身邊的同學(xué)說過的話。
作為“高嶺之花”的數(shù)學(xué)真的那么可望而不可即嗎?
我們不能因為數(shù)學(xué)對思維天賦的苛刻要求就剝奪它被人喜愛的權(quán)力。當我們拋開“適合”或者“不適合”、“學(xué)會”或者“學(xué)不會”這樣略顯功利的想法后,也許會發(fā)現(xiàn)純粹的數(shù)學(xué)背后本真的美。
怎樣發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的美?是不是只有解決了哥德巴赫猜想才算美的締造者,是不是只有證明出費馬大定理才算美的欣賞者?其實,數(shù)學(xué)的美就在我們身邊。
你觀察過鸚鵡螺的外殼嗎?注意過松果表面的螺紋嗎?偵探劇中確定嫌疑人位置的三角定位是什么原理?阿爾法狗的算法又與數(shù)學(xué)有哪些關(guān)聯(lián)?
這些問題,翻開《萬物皆數(shù)》這本書,都能找到答案。
“大部分人是喜歡數(shù)學(xué)的,但問題在于很多人并不了解這門學(xué)科。”如果你從來沒有了解過數(shù)學(xué),如果你或者你的孩子討厭數(shù)學(xué),何不考慮給這門學(xué)科第二次機會呢?
《萬物皆數(shù)》的作者米卡埃爾·洛奈最喜歡做的事就是在一些莫名其妙的地方“搞數(shù)學(xué)”,從博物館展廳、到石頭雕刻上的紋飾、建筑物的陽臺、路過行人衣服上的花紋、地鐵走廊里的墻壁……他說:“只要改變自己看世界的眼光,數(shù)學(xué)就會在你眼前出現(xiàn)。尋找數(shù)學(xué)是迷人的、永無止境的過程。”
數(shù)學(xué)有多迷人,它有著最復(fù)雜的研究對象和最簡潔的表達式,把世間萬物包羅在樸素的數(shù)字和公式里,用幾個字就能概括出真理精髓,美得無懈可擊!
通過姓氏筆畫看性格,這是數(shù)學(xué)
數(shù)字最初是一種工具,人們可以利用它書寫、分析和理解周圍的世界,還有的學(xué)者甚至給數(shù)學(xué)加上了“玄妙”的色彩。畢達哥拉斯說:“一切皆數(shù)?!彼麆?chuàng)建了一個完全依靠數(shù)字的系統(tǒng),奇數(shù)被認為是陽性(男性)的,偶數(shù)被認為是陰性(女性)的。數(shù)字10在畢達哥拉斯眼中是最頂級的“幸運數(shù)字”,是一個“圣十結(jié)構(gòu)”的三角形,是宇宙和諧與完美的象征。畢達哥拉斯學(xué)派還發(fā)展出了數(shù)字占卜,聲稱通過分析構(gòu)成姓名的字母的數(shù)目,就能夠分析出一個人的性格特征??磥砦覀冃r候玩的姓氏筆畫測性格,也不是沒有出處。
把足球稱為“被截肢的正二十面體”,這也是數(shù)學(xué)
足球是一個圓形的球體嗎?如果讓數(shù)學(xué)家來給足球命名,足球可能會被稱作“被‘截肢’的正二十面體”。因為足球的形狀是由20個正六邊形和12個正五邊形構(gòu)成的。如果是傳統(tǒng)的足球造型,六邊形會是白色的,而五邊形則是黑色的。為什么叫做“被截肢“呢?因為足球本可以是一個正二十面體,但為了讓足球看上去盡可能規(guī)則、盡可能圓,設(shè)計者們選擇了切掉所有的頂角,所以,20個被切掉頂點的側(cè)面變成了20個正六邊形,而被切掉的12個定點則形成了12個正五邊形。
正二十面體是一個神奇的形狀,大多數(shù)傷風(fēng)感冒的罪魁禍首——鼻病毒,也是這種形狀。為什么微小的生物也要呈現(xiàn)出這種形狀?是因為對稱性和經(jīng)濟性。就像足球的生產(chǎn)商們只用批量生產(chǎn)正六邊形和正五邊形兩種碎片就能快速制造出成品一樣,病毒也只需要簡單的幾種分子彼此鑲嵌,就能實現(xiàn)快速生成和傳播??磥?,病毒也是很有數(shù)學(xué)頭腦的。
每年都要聚在一起給“π”過節(jié),這還是數(shù)學(xué)
3月14日,是浪漫的白色情人節(jié)。在數(shù)學(xué)家眼里,這卻是一個比情人節(jié)更浪漫的節(jié)日,這一天是最著名、最迷人的數(shù)學(xué)常數(shù)“π”的節(jié)日。歷史上第一個“π節(jié)”于1988年3月14日在美國的探索博物館舉辦,此后每年第3個月的第14天,世界各地的追隨者和愛好者都會聚集在一起慶祝π這個常數(shù),進而慶祝所有數(shù)學(xué)知識的存在。2009年,美國眾議院正式通過將每年的3月14日定為“圓周率日”(π節(jié))。
數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)愛好者們的群體是一個可愛而純粹的群體,他們可以為一個常數(shù)過節(jié),也可以為一個簡單得再簡單不過的定義反復(fù)爭論。
如果讓你解釋什么叫“點”,你會怎么說?
在《幾何原本》中,第一句話就是對“點”的定義:點是沒有部分的東西。后來,數(shù)學(xué)家丹尼·亨利翁又作了補充:“點是沒有長度、沒有寬度、沒有高度的幾何形狀”。如果這樣的說法讓你摸不著頭腦的話,還有人給出以下定義:將一支削得極細的鉛筆筆尖壓到一張紙上,得到的痕跡就是“點”。這樣的形容多可愛!
“數(shù)學(xué)家盼望的不是萬兩黃金,也不是千秋霸業(yè),畢竟這些都會成為灰燼。我們追求的是永恒的真理,我們熱愛的是理論和方程。它比詩章還要華美動人,因為當真理赤裸裸呈現(xiàn)時,所有頌詞都變得渺?。凰梢愿粐鴱姳?,因為它是所有應(yīng)用科學(xué)的源泉;它可以安邦定國,因為它可以規(guī)劃現(xiàn)代社會的經(jīng)絡(luò)。”
這是丘成桐在北京雁棲湖應(yīng)用數(shù)學(xué)研究院成立典禮上的講話,在他的新書《我的幾何人生》里也有收錄。
當我們試著走近數(shù)學(xué),就會發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)小到生活瑣事、大到家國天下的包羅萬象的魅力,并由衷地感嘆一句:數(shù)學(xué),真美!
我們中的絕大多數(shù)都不懂什么是納維爾–史托克方程,也不理解什么叫“卡拉比—丘流形”,甚至連高中的數(shù)學(xué)知識都忘得一干二凈,但這并不妨礙我們欣賞數(shù)學(xué)的美。這種美也許區(qū)別于數(shù)學(xué)家們在簡潔的定理中所領(lǐng)悟的奧秘之美,但在單調(diào)而繁雜的生活中,能夠通過書籍略窺生活中那些熟悉又陌生的數(shù)學(xué)之趣,也是一件很妙的事。
【書單推薦】
這幾本書讓你一秒鐘愛上數(shù)學(xué)
只要你有“好奇心”,你和數(shù)學(xué)之間就能有故事
《萬物皆數(shù)》
[法] 米卡埃爾·洛奈(Micka·l Launay)著
北京聯(lián)合出版公司2018年9月出版
【一句話推薦】愛因斯坦曾說:“宇宙最不可理解之處,就是它居然是可以被理解的。”數(shù)學(xué)就是我們理解這個宇宙的工具。
《我的幾何人生》
丘成桐、史蒂夫·納迪斯 著
夏木清 譯
譯林出版社2021年3月出版
【一句話推薦】在這本書里,你可以看到一個數(shù)學(xué)家,是如何像文學(xué)家一般天馬行空地創(chuàng)作,以數(shù)字、圖形和規(guī)律,架起人文科學(xué)和自然科學(xué)的橋梁。
《思考的樂趣》
顧森 著
人民郵電出版社2012年7月出版
【一句話推薦】看完這個瘋狂數(shù)學(xué)愛好者的數(shù)學(xué)筆記,你就能明白,數(shù)學(xué)不只是一堆公式,正如天文學(xué)不只是一堆望遠鏡。
《從一到無窮大》
喬治·伽莫夫 著
陽曦 譯
果麥文化 出品
天津人民出版社2019年9月出版
【一句話推薦】思考與邏輯,是比知識本身更重要的東西。
《牛津通識讀本:數(shù)學(xué)》
[英]蒂莫西·高爾斯 著
劉熙 譯
譯林出版社2014年3月出版
【一句話推薦】短小精悍的科普讀物,就像數(shù)學(xué)的美一樣 ,用最簡潔的表達式包羅萬千。
本期撰稿:中國教育新聞網(wǎng)編輯 彭詩韻
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